瞄准国际前沿和国家战略需求，基于各类无机功能材料和有机/无机材料的可控制备，围绕电磁波功能材料、能源材料与器件方面开展了大量的基础和应用研究工作，在电磁波吸收、电催化和新能源电池方面取得了较好的研究成果；此外，超材料为亚波长的人工电磁材料，其独特新颖的物理性质和诱人的应用前景得到了国际学术界的广泛关注，引发了全世界范围的研究热潮。超构材料与电磁波调控技术、光纤技术相结合，可实现多功能集成的一体化应用，为电磁波调控、Lab-on-fiber、全光智能调控提供有效途径。研究方向包括：

1、电磁功能材料

电磁波吸收材料在日常生活中可以消除电磁辐射、电磁干扰等引起的危害；在军事上可以应用于隐形飞机、坦克、舰船和导弹上，来提高其作战时的隐蔽性和战斗能力。因此，开发新型宽频、轻薄、强吸收的多功能电磁波吸收材料具有十分重要的应用价值。基于微纳米材料的电磁功能薄膜和半导体元器件微加工制备、性能测试及应用研究。重点研究内容为电磁功能薄膜的设计与构建，电磁功能薄膜的电/磁性/光学特性的测试以及柔性/可裁剪电磁功能薄膜的应用研究。

2、电催化材料与器件

电化学水解制氢策略不仅成本低，而且制备的氢气纯度高，在绿色能源开发技术方面优势明显。团队在电催化方向的研究主要集中在电催化、海水催化以及锌-空气电池等相关研究工作，尤其在非贵金属纳米材料的形貌控制、结构缺陷、异质结构构建、电化学测试分析、建模理论计算等方面具有一定的理论和实验积累，并取得较好的研究成果。

3、新能源电池

非锂二次电池体系的高安全、低价格特性使其应用于大规模储能系统（ESS）具有显著的优势。团队围绕非锂二次电池体系，在新型高性能电极材料、新型储能材料的结构设计、新型储能材料机制研究等方面开展了系统的研究工作。此外，面向双碳目标，团队开展了利用清洁可再生能源的海水电池和光充金属离子电池等方面的基础研究工作。

4、新型超材料及应用研究

研究可调谐及全光超材料，利用有源材料、相干技术调控电磁波的传输、吸收等特性，从而实现可调谐及光控超材料功能器件。基于超材料的全光调控吸收器、全光偏振调控器件、全光波前调制器具有低能耗、动态调谐、响应快、工作波长易调谐等特点，具有广阔的应用前景。重点开展光的自旋轨道相互作用、功能超构材料、拓扑超构材料、信息超构材料等研究工作。（Science Advances 3, e1701477, 2017；Opt. Express 26, 17236-17244, 2018；Phys. Rev. B 89, 165128, 2014；Appl. Phys. Lett. 105, 201909, 2014；Appl. Phys. Lett. 102, 191905, 2013）

5、基于超构表面的光纤微纳器件

利用超构表面调控光纤光场及表面等离激元（SPP）的传输。SPP是存在于金属与介质界面的一种特殊的电磁模式，它具有局域场增强和亚波长约束的特性，集合了光子与电子的优势的新型信息载体。主要研究纤维集成的光场调控器件、纳米天线、光纤微腔及SPP在光纤表面金属结构中的传播、耦合等基本特性，发展新型光子调控技术，构建纳米光子功能器件，向智能纤维集成光子器件迈进。（Opt. Lett. 45, 177-180, 2020；Laser Photonics Rev. 13, 1800242, 2019；Optics Letters 42 (3), 563-566, 2017）

6、超材料在THz技术中的应用

太赫兹（THz）波位于毫米波与红外波之间，有着重要的学术和应用研究价值。超材料为人们获得具有超常电磁性能的“新媒质”提供了一种全新的材料设计理念，为人们操纵、控制电磁波提供了新的途径，也为填补“太赫兹空隙”提供了新的契机。超材料在实现太赫兹偏振元件、吸波器、滤波器等方面表现出巨大的应用潜力。主要研究新型太赫兹偏振功能器件、可调谐器件、信息超构材料等。（Optics Letters, 44(14), 3482-3485, 2019；Nanophotonics, 9(10), 3235-3242, 2020；Journal of Applied Physics, 121, 033103, 2017；Sci. Rep. 6, 23186, 2016）